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1、建筑节能势在必行 2007/09武汉,目 录,一、建筑节能概述二、节能设计标准主要内容三、降低建筑能耗的主要设计途径 四、常用围护结构保温隔热做法五、地源空调技术简介,一、建筑节能概述,建筑节能：是指在建设项目的设计和建造过程中，按照节能设计标准和规范，对建筑围护结构采取隔热保温措施，选用节能型用能系统，改善室内热环境，降低建筑用能的活动。,节能建筑：是指按节能设计标准设计和建造，使其在使用过程降低能耗的建筑。,绿色建筑：是指为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间，同时在建筑全生命周期中实现高效率地利用资源，最低限度地影响环境的建筑物。,1、名词解释,2、能源形势,2.1、我国从储
2、备量来看。化石能源探明储量中，90%以上是煤灰，人均储量仅为世界平均水平的1/2；石油为11%，天然气为4.5%。中国石油资源的现在储量将不足10年消费，勉强可维持30年。,2.2、从资源消耗来看。我国石油消费量增长100%，天然气92%，钢143%。如今，我国的钢材消费量已经达到2.5亿吨，接近美国、日本和欧盟钢铁消耗量的总和，约占世界的40%；水泥消费约8亿吨，约占世界的50%；电力消费已超过日本，居世界第二位，仅低于美国。,2.3、以单位GDP产出能耗表征的能源利用效率，我国与发达国家差距非常之大，以日本为1，则意大利为1.33，法国1.5德国1.5英国2.17，美国为2.67，加拿大3
3、.5，而我国却高达11.5。,2.4、我国在全面建设小康社会进程中，建筑能耗必然较快增长，这是因为：（1）房屋建筑继续增加。近几年每年新增房屋面积多达20亿m2，既有建筑多达400亿m2，98%为高能耗建筑，武汉市每年达1000万m2。（2）城镇化不断加快，农村人口大量向城市转移，城镇人口耗能比农村增加3.5倍。（3）人们对建筑热舒适性要求越来越高。冬天室温由12、16提高到18，甚至20；热天的室温由32、30，降至28、26，甚至24、22。（4）采暖区大大向南扩展，空调制冷范围已从公共建筑扩展到住宅，愈来愈多的建筑采用空调和采暖设备，使用时间也在逐步延长。（5）居民家庭家用电器品种、数量
4、增加，许多电器成为一般家庭的必备用品，建筑的照明条例也也愈益改善。,2.5建筑能耗在中国社会终端总能耗中所占比例，提高到35%左右，已超过制造业、交通业等其他行业成为首位。建筑物在使用过程中排放出大量温室气体，世界各国建筑物使用中所排放的温室气体，大约占到全球排放量的1/3。2.6中国2000年的能源消耗量近13亿标准煤，其中煤炭占69.9%。如果保持现有状况，到2020年全国能源需求将达33亿标煤，大气污染难以承受。中国以煤为主的能源结构，今后20年不可能有太大变化，这对我国是巨大的压力。为此，我们应该通过全面实行可持续发展的能源战备，到2020年，能源发展力争达到如下目标：一次能源需求少于
5、20亿t标准煤，相应节能达到8亿t标准煤；煤炭比例控制在60%左右，可再生能源利用达到5.25亿t标准煤，其中可再生能源发包达到1亿kw；石油进口依存度控制在60%左右；主要污染的削减率为4560%。,建筑保温=节 能,全球的自然资源储备是有限的！,可共使用的燃料资源储备按当今的消耗量计算：,石油,天然气,煤,3、武汉地区气候特点及舒适室内热环境设计指标,3.1夏季温高、湿重、闷热、且夜间静风频率高；冬季湿冷，阴雨天多、日照少、湿度大。,3.2舒适室内热环境设计指标：冬季采暖室内热环境温度取1618（每小时换气1次）；夏季空调室内热环境温度取2628（每小时换气1次）；,4、现行建筑节能设计标
6、准目标及目的：4.1居住建筑通过增强建筑围护结构保温隔热性能和提高采暖、空调设备能效比的节能措施，在保证相同的室内热环境指标的前提下，与采取节能措施前相比，采暖、空调能耗应节约50%。,4.2开展建筑节能，在改善室内热环境的前提下，既可以实现节约能源消耗，同时也可以减少温室气体的排放。是实现人类可持续发展的重要措施。,5、建筑节能实现的途径,5.1尽可能将建筑能耗下降到最低限度（1）建筑设计要有节能的理念（2）增强围护结构保温隔热性能（3）采用节能外门窗（4）选用节能型用能系统,5.2最大限度的有效利用天然能源（1）太阳能采暖与制冷（2）用太阳能集热器供应热水，提高集热效率和用热的稳定性（3）
7、既充分利用天然采光又要避免过热，用好百叶窗、窗帘及建筑遮阳进行调节。,6、我国建筑节能的现状及采取的措施,中华人民共和国节约能源法已于1998年1月1日起实行。其中第三十七条规定“建筑物的设计和建造应当依照有关法律、行政法规的规定，采用节能型的建筑结构、材料、器具和产品，提高保温隔热性能，减少采暖、制冷、照明的能耗。”建设部2001年7月5日关于发布行业标准夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准的通知中指出“由中国建筑科学研究院和重庆大学主编的夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准，经审查，批准为行业标准，其中、为强制性条文，必须严格执行。该标准编号为JGJ1342001，自2001年10月1日起施行。,
8、6.1我国建筑节能现状及存在的问题：既有建筑95%以上属高能耗建筑，新建建筑节能标准执行率最多不过20%。我国建筑节能存在的问题：一是全社会没有充分认识建筑节能的重要意义，缺乏节能的基本知识和主动意识；二是对建筑节能缺乏有效的激励政策扶植；三是缺乏可操作的强制各方利益主体必须参与的法规；四是建筑节能综合性的标准体系还没有完善；五是缺乏有效地行政监管体系。6.2、措施 建立健全发展建筑节能政策法规体系；完善建筑节能技术标准支持体系；建立有效地开展建筑节能工作的行政监管体系；加强国际合作；加强建筑节能的培训宣传工作。,7、武汉市的建筑节能工作特点,全国率先颁发武汉市居住建筑设计技术规定，我市已初步
9、建立节能的技术体系；市政府发布武汉市建筑节能管理办法，我市推行建筑节能行政规章基本齐全；已经建成130余万平方米的建筑节能试点示范工程；开展“让建筑节能走进千家万户”的宣传培训活动；完成了一批科技攻关项目。,二、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准简介,1、夏热冬冷地区的范围,夏热冬冷地区是指长江中下游及其周围地区，该地区范围大致为陇海线以南，南岭以北，四川盆地以东，包括上海、重庆两个直辖市，湖北、湖南、江西、安徽、浙江五省的全部，四川、贵州两省的东半部，江苏、河南两省的南半部，福建省的北半部，陕西、甘肃两省的南端，广东、广西两省区北端，涉及16个省、市、自治区。该地区面积约为180万平方公里，人
10、口5.5亿左右，国内生产总值约占全国的48%，是一个人口密集、经济发达的地区。,2、夏热冬冷地区气候特点,冬季最冷月平均气温为2-7，多在2-5之间，该地区1月份平均气温比世界上同纬度其他地区低8-10，是世界上同纬度冬季最寒冷的地区；夏季最热月平均气温为25-30，而且28-30居多，多数地区高于35酷热天气，有半个月甚至一个月之多；年平均相对湿度高，都在80%左右，四季相差不大。,3、基本概念及术语,传热的基本形式辐射对流传导,导热系数当材料层单位厚度内温差为一度时，单位时间、通过单位面积的传热量 单位是 W/(m.K)符号 传热系数在稳定状态条件下，当物体两侧的温差一度时，单位时间内单位
11、面积上流过该物体的热量。单位是 W/(m2.K)符号 K热阻：传热系数的倒数。符号RK=/为材料层的厚度热惰性指标：表征围护结构抵抗热流波和温度波 在材料层中传播的无量纲数。符号DD=RS,4.1、节能指标标准（第条）:居住建筑通过采用增强建筑围护结构保温隔热性能和提高采暖、空调设备能效比的节能措施，在保证相同的室内热环境指标的前提下，与未采取节能措施前相比，采暖、空调能耗应节约50。,4、建筑节能设计标准强制性条文主要内容,室内热环境指标：冬季采暖室内热环境设计指标（条）：卧室、起居室室内设计温度 1618；换气次数 1.0 次/小时 夏季空调室内热环境设计指标（条）：卧室、起居室室内设计温
12、度 2628；换气次数 1.0 次/小时,节能措施前的建筑和采暖空调器的状况：简单架空屋面（K=1.66）、240厚实心粘土砖墙（K=1.96）、单层玻璃的钢窗（K=6.6）的同一建筑模型，电热采暖器的能效比为1.0，夏季制冷空调器的能效比为2.2。,4.2、实现居住建筑节能50%的目标,标准有规定性指标全部达标和性能性指标达标两种途径。,、规定性指标全部达标的途径 若所设计的建筑物的体形系数、窗墙面积比、内外围护结构的传热系数、外墙和屋顶的热惰性指标，外窗的遮阳设施、外窗和阳台门的气密性等级、采暖和空调系统都能满足“标准”的规定，则该建筑为节能50%的建筑，无需计算其能耗指标。,A、4.0.
13、3 条式建筑物的体形系数不应超过0.35，点式建筑物的体形系数不应超过0.40。,外窗是建筑保温隔热的薄弱环节，同时又是建筑主要的通风、采光措施，要作好节能，必须把外窗的问题解决好。外窗有三个途径消耗能源，一是通过外窗传热；二是太阳直射建筑得热；三是通过门窗缝隙渗透进室外冷风或热风。针对这三条途径，标准中对外窗有两个强条作出规定。,B、4.0.4 外窗（包括阳台门的透明部分）的面积不应过大。不同朝向、不同窗墙面积比的外窗，其传热系数应符合表的规定。表4.0.4 不同朝向、不同窗墙面积比的外窗传热系数,对不同朝向、不同窗墙面积比的外窗保温隔热性能的要求。标准中有一个表格，给出了相应的规定，这张表
14、基本原则是窗户可以开得越大，但相应选择的窗户保温隔热性能越好，这张表上反映了这样几个问题：（1）窗户的保温隔热性能最低的要求是4.7，（即单玻塑料窗），单玻铝合窗达到6.4，因此不能选用，带断热桥的铝合金窗可以使用，中空玻璃铝合金窗约为3.9，也可以使用。,（2）东西向外窗在没有外遮阳的情况下，外窗面积应尽可能小，这一点大家都深有体会，夏季的东晒、西晒产生的烘烤感都难以忍受。如果不得已，一定要在东、西向开大窗，最好采用外遮阳或隔热性能更好的低辐射玻璃中空窗，才能满足标准要求。,（3）窗的几个基本数据：,C、4.0.7 建筑物16层的外窗及阳台门的气密性等级，不应低于现行国家标准建筑外窗空气渗透
15、性能分级及其检测方法GB7107规定的级；7层及7层以上的外窗及阳台门的气密性等级，不应低于该标准规定的级。,D、4.0.8 围护结构各部分的传热系数和热惰性指标应符合表的规定。其中外墙的传热系数应考虑结构性冷桥的影响，取平均传热系数，.。表4.0.8 围护结构各部分的传热系数（K W/（m2K）和热惰性指标（D）,外墙主体部位和周边热桥部位,外墙平均传热系数的计算,式中Km外墙的平均传热系数；Kp外墙主体部位的传热系数，KB1、KB2、KB3外墙周边热桥部位的传热系数 Fp外墙主体部位的面积；FB1、FB2、FB3外墙周边热桥部位的面积。,国内外数据比较传热系数K值,、性能性指标达标的途径
16、如果所设计的建筑物的体形系数、或窗墙面积比、或东西朝向外窗的遮阳设施中的任何一项超过“标准”的规定限值，则可采取加强围护结构热工性能的办法，按“标准”规定的方法计算该建筑的耗热量和冷量指标、采暖和空调年耗电量指标，即建筑物的节能综合指标，使其不超出“标准”的规定限值，则性能性指标达标。性能性指标达标的建筑也是节能50%的建筑。若性能性指标超出“标准”的规定限值，则该建筑的节能设计不合格，应修改设计直至达标。,5.0.5 计算出的每栋建筑的采暖年耗电量和空调年耗电量之和，不应超过表按采暖度日数列出的采暖年耗电量和按空调度日数列出的空调年耗电量限值之和。（武汉：采暖年耗电量为33.4 kWh/m2；空调年耗电量为26.4 kWh/m2）,5、建筑物节能综合指标DOE-2程序动态计算方法 5.1、概述 在我国夏热冬冷地区，夏季的室外温度高，室内外温差小，白天太阳辐射很强，太阳辐射通过屋顶、外墙、外窗等围护结构传入室内；在日落后的一段时间内，屋顶和外墙内的蓄热同时向室内和室外传递；当夜间某一时刻之后，室内热量通过围护结构传向室外并向天空辐射。建筑围护结构的热流量和热流,
